玩具LiteVNA当简陋频谱仪
量子隧道2023/01/29仪器仪表 IP:广东

买了个LiteVNA当家里的玩具。偶有一天想看看用它测频谱会如何。从原理上说,网络分析仪和频谱仪是接近的。

一些实现上的区别是网络分析仪的中频可以取的较低,原因是它是自己发信号,对DUT做窄谱分析,无需过度考虑镜像频率之类的。

而频谱分析仪是不知道会灌进什么信号的,为了避免镜像,一般采用高第一中频,多次变频的方式,结合输入频带选择滤波器,实现镜像频率的极远或极小,这样就容易处理掉。

既然拿VNA当频谱用,那么镜像频率干扰就会出现。果不其然。下面图是我拿它测一个10MHz信号源的谱线,出现了双峰。其实只有右边的峰是真的(LO-RF=60kHz)。左边的是假的(RF-LO=60k)。这两个都是60k,自然无法被中频滤波器所区分开。

然后每根线还会出现一串串的旁瓣,就是底下那些起伏。这些起伏也是假的。其起因是中频滤波器本质上是个矩形窗口,在窗口里做内积运算,由于一些截断效应,导致一些偏离中频频点的信号也会得到响应。熟悉信号处理和时域-频域关系的人可以很容易理解这个现象。这个问题可以通过精心设置扫描频点,结合中频滤波器设置来搞定。见第二图。

litevna当频谱仪显示10MHz线谱.png

唯一不能解释的现象是,除了120kHz的镜像以外,在真实信号和镜像信号的两边,还各出现了“边频”,与“载波”的距离是30kHz。这个30kHz暂时没想出解释。中频是60k,和这个30k应该没有直接关系。

litevna当频谱仪显示10MHz线谱2.png

总结:用VNA当频谱仪不是不可以,然而是拙劣的。


补:想出了30k是咋回事。RF和LO都是方波,而且估计不对称,有二次谐频。30k是2LO和2RF加加减减出来的。

[修改于 1年10个月前 - 2023/01/29 19:53:53]

来自:仪器与装备 / 仪器仪表
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~~空空如也
该用户不需要名字
1年10个月前 IP:江苏
915336

2LO和2RF,出来的应该是120k呀

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量子隧道作者
1年10个月前 修改于 1年10个月前 IP:广东
915339
引用该用户不需要名字发表于1楼的内容
2LO和2RF,出来的应该是120k呀

和VNA设计有关。比如,假设这个VNA是固定让LO比RF高60k,然后中频及以后的电路只处理60k中频。

从现在开始,后面的讨论,RF就不是VNA自己产生的了,变成从外界灌入RF。

例如,当RF=10M,LO=10M+60k时,中频电路检测60k中频,得到的结果,认为是发生在10M频点上的。

对于二次谐波,当2LO-2RF=60k时,中频电路得到响应。此时LO=RF+30k。VNA会固执地认为在LO-60k,也即RF+30K-60K,也即在RF-30k的地方有东西。

当然对于2RF-2LO=60k时也有响应,即VNA认为在RF-30K-60K=RF-90K的地方有响应。

等等。

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kc-82342
1年8个月前 IP:辽宁
918726

您好,我想问一下,您这里是采用什么方法或者什么软件实现的频谱分析功能呢?

我手里有一个LiteVNA,也考虑过将LiteVNA当做简陋频谱分析仪使用,但是我没有在网上找到相关的软件或操作教程。

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量子隧道作者
1年8个月前 IP:美国
918730
引用kc-82342发表于3楼的内容
您好,我想问一下,您这里是采用什么方法或者什么软件实现的频谱分析功能呢?我手里有一个LiteVNA,...


就像正常那样扫频就行,外源信号给2口。看s21。

讲究点就给1口加个堵头。

另外,我记得最好自己计算一下扫频范围和点数,让每个频点都落在1/中频带宽的整数倍上,这样才能得到像图2那样的干净结果。

另外,目标频点-120kHz的镜像频点是少不了的,需要人肉区分。

BTW,要是不想对付,建议去搞个tinysa ultra玩玩。

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